CC BY
10
А. Н. ЩЕЛКУНОВА и В. П. УМАНСКАЯ (Москва)
Роданистые соединения и возможность применения их в дезинфекционной практике
Из Дезинфекционного института Мосгорздрава
Дезинфекционное ¡средство должно быть эффективно в незначительных концентрациях и проявлять сво« действие в кратчайший ■срок. Оно не должно иметь неприятного запаха, не быть марким и не должно быть токсично. Из используемых в настоящее время дезинфекционных средств ни одно не удовлетворяет всем указанным требованиям, поэтому многие исследователи стремятся найти новые дезинфекционные средства.
В Московском дезинфекционном институте была поставлена работа по изучению дезинфицирующих свойств роданистых соединений и выяснению возможности их применения в нашей дезинфекционной практике.
Роданисто-водородной кислотой называется водный раствор газа роданистого водорода. Это сильная кислота, по степени диссоциации приближающаяся к галоидо-водородным. Слабые водные растворы с концентрацией, меньшей чем в 5Р/о, стойкие, крепкие же разлагаются, выделяя синильную кислоту.
Роданистые соли калия, натрия, аммония — кристаллические тела, хорошо растворяются в воде и спирте. При хранении на воздухе они расплываются, их растворы бесцветны и без запаха. Водные растворы роданистого калия и роданистого натрия дают на лакмус нейтральную реакцию, а растворы роданистого аммония — кислую. Роданистый калий и натрий к нагреванию устойчивы, роданистый же аммоний! разлагается яри 60°. Разбавленная серная кислота не разрушает роданистых соединений, концентрированная реагирует очень сильно, выделяя из раствора роданистых солей пары с острым запахом и серу.
Известны многие производные роданисто-водородной кислоты: соли с органическими основаниями, комплексные соединения, эфиры и др. В технике ро-даниды обычно получаются из отходов при газовом производстве. Кроме того, их можно получить из цианидов путем1 оплавления с серой, а также действуя на синильную кислоту или на ее щелочные соли многосернистыми щелочами или тиосульфатами.
Применение роданистых соединений для дезинфекции было предложено впервые в 1895 г. Изучая причину самодезинфекции организма, Эдингер нашел, что в слюне дезинфицирующим началом является роданистый калий, и предложил для дезинфекции ряд роданистых препаратов — производных хинолина. Все эти препараты при хорошем дезинфицирующем действии лишены неприятного запаха и м'енее едки и ядовиты, чам многие другие дезинфицирующие средства.
Эти исследования явились импульсом к получению различных роданистых препаратов и применению их как в области собственно дезинфекции, так и дезинфекции внутри организма. Сюда относятся родоформ (уротропин, метил-ро-дояат), родаяьзит (соединение роданида с белком), карнезан, сульфурмин, мета-нодин, беродан и многие другие.
В состав многих предложенных для дезинфекции препаратов входят рода-ниды как вещества, растворяющие слизь и твердый белок и там усиливающие действие основного дезинфекционного средства. Эдингер считал, что дезинфицирующая сила роданистых препаратов обусловливается высокой степенью диссоциации роданисто-водородной кислоты в водных растворах, т. е. большой концентрацией водородных ионов, но работами Локамана в 1930 г. было показано важное значение и аниона роданидов в бактерицидном отношении.
На основании большой экспериментальной работы Локеман и Ульрих пришли к выводам, что роданисто-водородная кислота из всех испытанных кислот проявляет наиболее сильное бактерицидное действие: она в 16 раз сильнее, чем соляная кислота. Убедившись в хорошей дезинфицирующей способности как свободной роданисто-водородной кислоты, так и кислых ее солей, они провели ряд определений дезинфицирующей силы раствора смесей роданидов с некоторыми кислотами и кислыми солями, причем рН этих растворов изменялась в пределах от 2 до 4. Наиболее активным1 оказался раствор, содержащий роданистый калий в количестве 0,4!®/о и кислый сернокислый калий—0,2°/о: В. coli, Ъ. paratyphi В и .Staphyloc. aureus погибали через 15 секунд. Так как по этим данным сильными бактерицидными свойствами обладают лишь растворы кислых смесей роданидов, которые считались очань неустойчивыми, то эти средства не ¿нашли вначале практического применения.
Для целей практической дезинфекции желательно иметь роданистый препарат, который мог бы сохраняться без изменения в твердом виде, с тем, чтобы готовить из него требуемые рабочие растворы. Но в сухом виде смеси роданидов с кислотно реагирующими веществами при хранении быстро разлагаются и получение таких препаратов является трудно разрешимой задачей.
В предложенный Вендер роданистый препарат для очистки зубов, кроме роданида и кислотно реагирующего вещества, входит защитное средство, предупреждающее реакцию между роданидом и кислотно реагирующим веществом. В качестве защитного средства указываются гипс, смола1, бура и др.
В 1933 г. Дикомейт исследовал бактерицидность препарата, называемого им «вейднеритом» или Tonerde-Rhodan, и сравнил его действие с действием препарата Локемана, мыльно-крезоловым раствором и раствором хлорамина. Состав «вейднерита» неизвестен, но из некоторых указаний автора можно заключить, что-это смесь роданида с веществами, реагирующими кислотно в водных растворах. Растворы «вейднерита» без вкуса и без запаха, в больших концентрациях розоватого цвета. Кислотность в О.б'Уо растворах препарата находится в пределах кислотности желудочного сока. Растворы «вейднерита» если и обладают токсичностью, то незначительной. Автор указывает случай, когда у выпившего 100 см® раствора «вейднерита» никаких болезненных явлений не наблюдалось. Он полагает, что бактерицидные действия «вейднерита» и омеси Локемана связаны со-способностью роданидов растворять слизь и твердый белок. Растворы «вейднерита» прозрачны, без запаха, не едки, не портят белья, шелка!, шерсти, металлических инструментов, дерева.
Роданистые соединения у нас еще не нашли должного применения в дезинфекции. Отчасти это объясняется тем, что препарат Локемана считался малоустойчивым, а все другие препараты,в частности, «вейд-нерит», запатентованы.
В своей экспериментальной работе мы поставили задачу изучить-бактерицидное действие препарата Локемана при разных его концентрациях в водных растворах и при различной степени кислотности и определить стойкость в химическом и бактерицидном отношении этого препарата и его; хранении как в твердом виде, так и в виде-растворов.
Для определения бактерицидности водных растворов смеси роданистых щелочей с кислым сернокислым калием мы применяли роданистые соли калия„ аммония и натрия. Роданистый калий и натрий очищали перекристаллизацией из спирта. Кислый сернокислый калий употребляли химически чистый и дополнительно перекристаллизовывали из воды. При изготовлении раствора из смеси роданида и кислого сернокислого калия сначала готовили раствор роданида, а затем в этот раствор добавляли определенное количество кислого сернокислого калия. При растворении в воде сразу смесей твердых компонентов происходит разложение роданида. Кислотность раствора определяли колориметрически по способу Зеренсена, пользуясь индикаторами тимолблау и бромфенолблау и применяя в качестве буферных растворов хлористый калий с соляной кислотой и бифталат калия с соляной кислотой.
В качестве тест-объектов были взяты лабораторные штаммы В. paratyphi В. и Staphyloc. aureus pyogenes. Терморезистентность В. paratyphi В при 62—65° равна 25 "минутам, Staphyloc. при тех же условиях равна 35 минутам. Во всех опытах мы пользовались 2-миллиардной э'мульсией этих микробов, которой пропитывались кусочки батиста по Hailler. Культуры употреблялись суточные на агаре, смывались стерильной водопроводной водой и фильтровались через бумажный фильтр для получения гомогенной взвеси. Так как роданистые соли хорошо растворяются в воде, мы не пользовались химическим нейтрализатором, а ограничивались последовательным двойным »промыванием тестов в стерильной водопроводной воде. Промывные воды испытывались на присутствие в них роданидов. Посев тестов производился в дрожжевой бульон. Результаты (учитывались на 12-й день.
Опыты производились с раствором смеси 0,4 г роданистого натрия и 0,2 г кислого сернокислого калия в 100 см3 воды (рН = 2), оказавшимся, по данным Локемана, наиболее бактерицидным. Результаты, полученное нами при исследовании бактерицидности таких растворов, вполне подтвердили литературные данные. Были поставлены соответствующие опыты и с роданистым калием. Было найдено, что
■раствор смеси роданистого калия с кислым сернокислым калием ■(КН304) обладает такой же бактерицидностью, как соответствующий раствор смеси с роданистым натрием, хотя молекулярная концентрация растворов роданистого калия в этом случае меньше предыдущей на 20%. В дальнейшей работе мы пользовались главным образом роданистым калием.
Для определения влияния концентраций компонентов смесей Ло-кемана на бактерицидность ее водных растворов были поставлены опыты с двумя солями — роданистым калием и роданистым аммонием. Наряду с ними для сравнения был взят медицинский лизол, обычно применяемый в дезинфекционной практике. Все растворы наших препаратов готовились на простой водопроводной воде и все опыты ставились при комнатной температуре. Результаты приведены в табл. 1 и 2.
Таблица 1
Бактерицидность растворов при постоянной концентрации 0,2% (КН504) и различной концентрации роданидов (рН раствора=2)
Экспозиция в минутах
Испытуемое вещество Концентрация (в %) В. paratyphi В Staphyloc. aureus pyogenes
1 2 з 4 5 10 1 2 3 4 5 10
КСЫБ......' . . . » ......... 0,2 0,3 + + — — — — -t- + — — — —
0,4 0.2 0.3 0,4 1 + + — —■ + + — — — —
» ........ + + + — — — + + + + + —
Таблица 2
Бактерицидность растворов при постоянной концентрации КС^ 0,4% и при различной концентрации КН804
Содержание KHS04 в 100 см3 (в г) pH раствора Время экспозиции в минутах
В. paratyphi В Staphyloc. aureus
1 5 10 1 5 10
0,2 2
0,05 2,9 + — — + — —
0,025 3,1 + — — + + +
Из табл. 1 и 2 видно, что при рН = 2 растворы с концентрацией роданида в 0,3 ,и 0,4% обладают высокой бактерицидностью, значительно превышающей действие однопроцентного раствора лизола. При уменьшении концентрации роданида до 0,2% бактерицидность заметно понижается. Различия в действии калиевой и аммонийной солей роданистой кислоты не отмечается.
Оптимальной концентрацией КНБО., является 0,2%, т. е. та, которая обусловливает кислотность раствора с рН = 2. С увеличением рН до 3 при той же концентрации роданида бактерицидность раствора сильно понижается.
Для определения устойчивости водных растворов смеси роданистого калия и кислого сернокислого калия .исследование производи-
Гигиена и санитария, № 3
лось над рабочими растворами, содержащими 0,4% роданистого калия и 0,2% кислого сернокислого калия и над растворами, в 10 и 25 раз более концентрированными. Растворы хранились в темноте в закрытых стеклянных сосудах при комнатной температуре. Через определенные промежутки времени определялась бактерицидность рабочего раствора и концентрированных растворов после их разведения до рабочего.
Таблица 3
Влияние продолжительности хранения раствора на его бактерицидность
Состав сохранившихся растворов Продолжительность хранения в днях Время экспозиции в минутах
В. coli В. paratyphi В Staphyloc. aureus
1 1 5 10 1 5 10 1 1 5 10
0,4 % KCNS 1 0,2% KHSOJ..... 4% KCNS \ 2% KHSOJ • • • • • 10% KCNS....... 5°/о khso4...... 1 3 6 45 90 6 15 30 90 2 6 + + ! 1 ! II II 1 L ++ +
Как показывает табл. 3, рабочий раствор, вопреки ожиданию, оказался достаточно устойчивым. В течение 45 дней не наблюдалось изменений ни в отношении внешнего вида, ни кислотности, ни в отношении бактерицидности. Раствор, в 10 раз более концентрированный, через 15 дней сделался несколько мутным, но при этом кислотность его не изменялась так же, как и бактерицидность, через 30 дней раствор стал сильно мутным и обнаружил слабый запах сероводорода, однако бактерицидность его не понизилась, лишь при испытании его через 90 суток наблюдалось незначительное понижение бактерицидности. Раствор, в 25 раз более концентрированный, чем рабочий, тотчас после приготовления принял розоватую окраску. При испытании через 2 суток хранения он обнаружил несколько пониженную бактерицидность: после экспозиции в 1 минуту наблюдался рост Staphyloc. aureus, через 6 дней хранения роста не было только при 10-минутной экспозиции.
Таким образом, приведенные результаты наших опытов подтверждают полученные Локеманом и Ulrich данные о высокой бактерицидное™ водных растворов смеси KCNS и KHS04. Кроме того, нам удалось показать большую устойчивость при хранении как рабочих растворов, так и растворов, в 10 раз более концентрированных, которые могут служить основными для приготовления рабочих.
Далее были поставлены опыты получения устойчивых при хранении в сухом виде кислотных смесей роданида.
Наши опыты показали, что нельзя получить в сухом виде неизменяющуюся смесь роданида с кислотами или кислыми солями: уже при смешивании этих веществ, например, роданистого калия и кислого сернокислого калия, тотчас же происходит разложение роданида с выделением бурых паров.
Для изучения действия роданидов в смеси с солями, менее кислыми, чем кислый сернокислый калий, были поставлены опыты с
сернокислым алюминием и квасцами. Если смешать роданиды с водными квасцами или с кристаллическим сернокислым алюминием, то смесь принимает розовую окраску, расплывается и медленно разлагается с выделением газа. При применении безводного сернокислого алюминия или безводных квасцов получаются довольно устойчивые смеси, однако большим недостатком является их трудная растворимость. Опыт показал, что если обезвоживание сернокислого алюминия производить лишь частично (высушивать его в течение 4 часов при 30°), то соль не теряет своей способности растворяться. Такая частичная обезвоженная соль в соединении с роданидами дает нерасплывающуюся ¡и очень медленно разлагающуюся смесь. Однако исследование показало, что бактерицидность раствора таких смесей оказалась гораздо ниже, чем смеси Локемана, повидимому, вследствие меньшей кислотности таких растворов. Аналогичные результаты были получены со смесями роданидов с обезвоженными квасцами.
Затем был поставлен опыт со смесью из 3 компонентов: 2 весовых частей роданистого калия, 7 частей сернокислого алюминия! и 1 части кислого сернокислого калия. Сначала частично обезвоженный сернокислый алюминий был смешан с роданистым калием, а затем к этой смеси прибавляли кислый сернокислый калий; при смешивании наблюдалось небольшое разложение, и смесь принимала блед-норозовую окраску. При хранении в открытом сосуде этот препарат оказался гигроскопичным: из этой смеси через определенные промежутки времени брали пробы, готовили растворы и определяли их кислотность и бактерицидность.
Таблица 4
Продолжительность хранения в днях . pH раствора Экспозиция в минутах
В. coli В. paratyphi В Staphyloc. aureus
1 5 | 10 1 5 ДО 1 5 10
4 11 17 2,2 2,6 2,9 + + + + + +
Из табл. 4 видно, что кислотность получаемых растворов с течением времени хранения смеси постепенно падала.
Бактерицидность в течение 11 дней не изменялась, при исследовании через 17 дней бактерицидность оказалась сильно пониженной. Следует полагать, что сернокислый алюминий действует при хранении твердой смеси как защитное средство; отделяя частицы роданида от частиц кислого сернокислого калия, он значительно замедляет скорость реакции между ними.
Следующие опыты состояли в применении в качестве защитных средств некоторых веществ коллоидного характера, как, например, растворимого крахмала, гумми-арабика, казеина. Опыты, поставленные с казеином и гумми-арабиком, не дали удовлетворительных результатов, так как казеин и гумми-арабик обладают кислой реакцией. В опытах с растворимым крахмалом сначала смешивали отдельно с крахмалом роданистый калий и отдельно кислый сернокислый калий, а затем соединяли полученные смеси. Опыты с прибавлением небольших количеств крахмала, именно 10% от веса роданида, дали неудовлетворительные результаты. Смеси быстро разлагались, изменяли цвет и выделяли газ. При сильном увеличении количества крахмала,
например, в опытах со смесью равных весовых количеств крахмала и роданида, получались хорошие результаты. После хранения таких смесей в течение месяца их бактерицидность не изменялась.
Опыты со смесью из 4 компонентов: роданистого калия 8 весовых частей, сернокислого алюминия 24 части, кислого сернокислого калия 1 часть, растворимого крахмала 1 часть, дали следующие результаты. После 2 месяцев хранения в закрытом сосуде внешний вид смеси не изменился, бактерицидность в 1,5% растворе (что отвечало содержанию роданида 0,4%') оказалась высокой, лишь стафилококк дал рост при экспозиции в 1 минуту.
Для выяснения влияния белковой среды на бактерицидные свойства солей роданистой кислоты была поставлена серия опытов. При этих опытах мы брали растворы с концентрацией роданида в 0,4% при концентрации КН504 0,2% (рН = 2). Такие растворы, как показали вышеописанные опыты, обладают высокими бактерицидными свойствами.
Для ряда дезинфекционных средств адсорбирующее действие многих органических соединений, главным образом белков, резко снижает их дезинфекционный эффект, как, например, для хлорамина, формальдегида и др. При изучении бактерицидное™ роданидов желательно было выяснить их поведение в белковой среде. При этих опытах заготовленные обычным образом тесты на батисте покрывались лошадиной сывороткой, лишенной своего комплемента. Результаты этих опытов приведены в табл. 5.
Таблица 5
Влияние белковой среды (лошадиной сыворотки) на бактерицидные свойства
роданидов и лизола
Испытуемые растворы Экспозиция в минутах
В. paratyphi В Staphyloc. aureus pyogenes
1 2 3 4 5 10 1 2 3 4 5 10
kcns.......... + — — — — — + + — — — —
nh4cns......... + — — — — — + + — — — —
Лизол 1%........ + + + + — + + * + + + +
Данные табл. 5 показывают незначительное влияние белковой среды для растворов роданидов, в то время как для однопроцентного раствора лизола оно очень велико. Кроме того, мы поставили серию опытов, где тесты микробов Par. В. и Staphyloc. были покрыты цельной кровью, дефибринированной и лишенной комплемента. Результаты даны в табл. 6.
Таблица 6
Влияние цельной крови на бактерицидность роданидов и лизола
Испытуемые растворы Экспозиция в минутах
В. paratyphi В Staphyloc. aureus
1 2 3 4 5 10 1 2 3 4 5 10
KCNS.......... + + — — — — + + + — — —
NH4CNS......... + + — — — — + + + — — —
Лизол 1........ + + + + + + + + + + + +
Цр.и сопоставлении данных табл. 5 и 6 видно, что для лизола чем больше белка в зоне его действия, тем больше снижается его дезинфекционный эффект. Для роданидов и при применении дефибрини-рованной крови влияние белковой среды остается незначительным.
Таким образом, опыты с чистыми культурами В. paratiphi В и Staphylo*:, aureus показали особо повышенную чувствительность этих бактерий к роданидам, и это обстоятельство заставило нас провести испытание и с другими представителями кишечных инфекций для установления возможности применения роданидов в практике текущей дезинфекции.
Были взяты штаммы В. paratyphi В типа Breslau № 144, брюшного тифа, .дизентерии Flexner и Sbyga и кишечной палочки, Предварительно штаммы испытывались на терморезистентность. Белковой нагрузкой, как и в предыдущих опытах, служили лошадиная сыворотка и цельная кровь. Среди испытанных штаммов были лабораторные и свежевыделенные от больных. Последние оказались менее стойкими. Прежде всего были поставлены опыты с испытанием бактерицидно-сти упомянутых штаммов без белковой защиты. При действии раствора роданистого калия или аммония после 1-минутной экспозиции роста бактерий указанных штаммов не наблюдалось (табл. 7).
Таблица 7
Действие растворов роданидов на различные виды бактерий кишечно-тифозной группы с защитой лошадиной сыворотки
Экспозиция в минутах
Штаммы KCNS 0,4% NH4CNS 0,4%
1 2 4 5 10 1 2 3 4 5 10
Paratyphi В ....... Typhus abdom. 453 .... Вас. coli 734 ....... Dysenter Flexner 119 . . . Paratyph. В Breslau 144 . . 1 + + + — — — — — + + + — —. — —
+ — — — — — + — — — — —
Применив в качестве защиты тестов цельную кровь на тех же представителей кишечной группы, мы получили результаты, приведенные в табл. 8.
Таблица 8
Влияние растворов роданида нч различные бактерии кишечно-тифозной группы
с защитой цельной крови
Штаммы Экспозиция в минутах
KCNS NH4CNS
1 2 3 4 5 10 1 2 3 4 5 10
В. paratyphi В...... + — — — — —• + + — :_ — —
Typhus abdom. 453 .... + — — — — — + + — — — —
В. coli 734 ........ + + — — — — + + — — — —
Dysenter. Flexner 119 . . + — — —■ — — + — — — — —
Paratiph. В Breslau 144 . . + + — — — — + + — — — —
Из данных табл. 8 видно, что белковая среда или играет очень незначительную роль и экспозиции губительного действия остаются в пределах 1—2 минут, или не оказывает никакого влияния, например, на дизентерийные бактерии, которые погибают в те же сроки, как и без защиты белковой среды.
За все время наших опытов мы ни разу не наблюдали задерживающего рост действия испытуемых препаратов. Мы убеждались в этом, применив следующую методику. После воздействия дезинфицирующего агента на наши тесты делались последовательные пересевы из первых пробирок питательной среды в следующие. Результаты, получаемые в первые сутки, оставались неизменными до 12-го дня.
Выводы
1. Водные растворы смесей роданистых калия, натрия и аммония с кислым сернокислым калием при рН =2 обладают высокими бактерицидными свойствами по отношению к бактериям кишечно-ти-фозной группы и стафилококку. По своему губительному действию они значительно превышают лизол.
2. Белковая среда почти не понижает бактерицидных свойств роданида по отношению к представителям тифозно-кишечной группы.
3. Соли роданистой кислоты (KCNS и NH4CNS) не обладают задерживающим рост действием.
4. Растворы роданида, содержащие 0,4% роданистого калия, натрия или аммония при рН = 2, сохраняют бактерицидность без изменения в течение 3 месяцев. Концентрированные растворы роданидов (KCNS и NH4CNS) сохраняют свои свойства в течение 1 месяца. Бактерицидность растворов, содержащих 10% роданида и 5% кислого сернокислого калия, мало устойчива, после 2 суток хранения раствора начинает понижаться.
5. Соли роданистой кислоты не обладают запахом и в рабочих растворах бесцветны.
6. В твердой форме смесь роданида с кислым сернокислым калием не может существовать, не разлагаясь. Смеси роданида с другими кислотно реагирующими твердыми веществами также разлагаются, причем скорость разложения зависит от степени кислотности смеси.
7. Повышение устойчивости сухой смеси роданида с кислотными веществами может быть достигнуто прибавлением веществ, связывающих воду роданидов или защитных веществ, обволакивающих частицы смеси компонентов и тем препятствующих их взаимодействию.
На основании приведенных нами опытов, а также и литературных данных следует признать желательным введение роданистых препаратов в нашу дезинфекционную практику для текущей дезинфекции при кишечных инфекциях. Благодаря своему сильному бактерицидному действию и своим физическим свойствам (хорошая растворимость, бесцветность, полное отсутствие запаха, маркости) роданистые соединения являются желательными для применения их в дезинфекционной практике. —
У нас в СССР в настоящее время роданистый аммоний получается как отход при газовом производстве, а потом перерабатывается на соответствующих химических заводах в чистый препарат. Там же из роданистого аммония получаются роданистый калий и натрий, что с избытком удовлетворяет спрос на роданистые соединения.
